温室小气候的智能两级控制系统设计研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义：

近年来，以温室为代表的设施园艺技术在我国有了突飞猛进的发展，在提高土地和环境资源利用率，促进农业增产增收，加快我国农业化进程中起到的作用越来越突出。亚洲的温室面积在全世界范围内最大，占世界温室总面积一半以上，而且近年来发展极为迅速，据不完全统计，全国设施园艺面积截止2000年底已达到170万公顷，居世界第一，到2005年己达到250万公顷，而且还在迅速递增，己成为世界设施作物栽培第一大国。因而掌握先进的温室管理和调控技术在推动我国农业现代化进程中起着不可忽视的重要作用[1]。

温室作物生产系统是一个包括作物、设施、环境、管理技术措施等诸多因子及其相互作用的复杂系统。温室要在外界多变的自然气候条件下，创造一个适合作物生长的小气候环境，以实现高品质、高产出、低成木、高效益等可持续发展为目标，温室作物生产的经济效益不仅取决于作物的产量与品质，两且取决于小气候环境调控成本(如能耗等)。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本课题将研究如何在温室小气候模型的基础上，利用matlab尤其，利用truetime工具箱实现无线网络控制，建立智能两级控制系统，实现温室环境的感知、控制和控制决策。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

由于本课题的模型控制系统共分为两级，即pid层以及模型预测控制（mpc）层。因此将研究基于温室小气候模型建立智能两级控制系统，因此要深入了解这两种算法。在此基础上，将研究如何利用matlab建立智能两级控制系统模型，并分析两种控制方法的优劣，实现温室环境的感知、控制和控制决策。

技术路线：

4. 研究创新点

本课题的特色之处在于利用了Matlab针对两种控制策略建立了不同类型的控制器，建立两种控制器并将两种控制器合并成智能两级控制系统，可以对温室小气候模型进行感知、控制和控制决策。

5. 研究计划与进展

2月1日--2月25日：学习两种控制算法以及matlab的建模方法。

2月25日--3月30日：利用matlab分别建立温室小气候模型以及两种控制器，实现两级控制。

4月1日--4月15日：进行功能补充和排错。